SU974184A1

SU974184A1 - Способ обнаружени автоколебаний рабочего колеса осевой турбомашины в рабочих услови х

Info

Publication number: SU974184A1
Application number: SU803000806A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Сачин; Анатолий Георгиевич Шатохин
Original assignee: Предприятие П/Я В-2636
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1982-11-15

Description

Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к турбомашинам с осевым компрессором, и может быть использовано при их прочностной и аэродинамической доводке.

Известен способ обнаружения автоколебаний рабочего колеса осевой турбомашины в рабочих условиях с помощью установленного неподвижно относительно статора турбомашины датчика пульсаций потока путем выявления в его спектре гармонического сигнала на частоте не кратной частоте вращения колеса [1].

Данный способ трудоемок и ненадежен.

Цель изобретения - понижение трудоемкости и повышение надежности.

Цель достигается тем, что согласно способу обнаружения автоколебаний рабочего колеса осевой турбомашины в рабочих условиях предварительно с помощью датчиков, установленных на рабочих лопатках колеса, определяют частоты собственных колебаний колеса и соответствующие этим частотам номера основных гармоник разложения окружно-ί го распределения амплитудных колебаний лопаток в ряд Фурье, а момент автоколебаний фиксируют при наличии в спектре гармонического сигнала хотя бы на одной из частот, равных сумме частоты собственных коле5 баний и частоты вращения колеса, умноженной на номер основной гармоники.

Способ осуществляется в следующей последовательности. Предварительно экспериментальным путем в лабораторных условиях иссле¹⁰ дуют частоты и формы собственных колебаний данного экземпляра или аналогичного типа рабочего колеса.

Соответственно каждой частоте собственных колебаний f*; определяют окружное распределение амплитуд колебаний рабочих лопаток, характеризующее каждую форму собственных колебаний - стоячую волну, где ΐ — порядковый номер формы собственных коле₂₀ баний. Это распределение амплитуд, являющееся функцией угловой координаты (номера лопатки), представляют в виде конечного ряда Фурье и определяют номер К, основной гармоники полученного ряда. Как пра3 974184 вило, заранее редко бывает известно, по какой из форм и соответственно частот £_Уч- могут возникнуть автоколебания. Поэтому обнаружение автоколебаний рабочего колеса компрессора как поиск момента возникно- вения вперед бегущей волны деформации проводят применительно к каждой из частот £и номеру К- основной гармоники разложения формы собственных колебаний. А именно, решают задачу обнаружения момента выделения из шумов в сигнале неподвижного датчика пульсаций потока гармонического колебания хотя бы на одной из частот, описываемых выражением £. = £* _ί + £_р .

Для этого в рабочих условиях измеряют частоту вращения колеса турбомашины £_р . Кроме того, на режимах работы, где автоколебания заведомо отсутствуют, измеряют уровень случайного шума в сигнале пульсаций на частотах, описываемых выражением £.= £_#1- + К^ £_р,а в процессе изменения режи· работы на этих частотах непрерывно Контролируют сигнал пульсаций. При выделении 'гармонического колебания хотя бы на од-ной/йз'· описываемых суммарных частот изме. ряют частоту выделенного гармонического колебания, при наличии которого делают вывод о возникновении автоколебаний рабочего колеса компрессора по соответствующей частоте и форме колебаний.

Предложенный способ позволяет обнаружить автоколебания в темпе эксперимента при про- . ведении натурных испытаний турбомашины. Надежная диагностика может быть проведена на базе единичных испытаний, без проведе4 ' ния дополнительных экспериментов. Это позволяет сэкономить ресурс, сократить время проведения эксперимента, снизить затраты на эксперимент и, в конечном итоге, повы5 сить надежность работы турбомашины при эксплуатации.

Claims

397 вило, заранее редко бывает известно, по какой из форм и соответственно частот ,- мо 1-ут возникнуть автоколебани . Поэтому обнаружение автоколебаний рабочего колеса компрессора как поиск момента возникно- вени вперед бегущей волны деформации провод т применительно к калсдой из частот f и номеру К- основной гармоники разложени формы собстве1шых колебаний. А именно, решают задачу обнаружени момента выделени из гдумов в сигнале неподвижного датчика пульсадай потока гармонического колебани хот бы на одной из частот, описываемых выражением . €..+ Дп этого в рабочих услови х измер ют частоту вращени колеса турбомашины р . Кроме того, на pexoiMax работы, где автоколебани заведомо отсутствуют, измер ют уровень случайного шума в сигнале пульсаций на частотах, описываемых выражением f ; f-jcjj К р а в процессе изменени режи да fft6oTM на этих частотах непрерывно конт . ролируют сигеал пульсаций. При выделении rapMOiVH4ecKoro колебани хот бы на од ,. -Hoft. из описываемых суммарных частот изме , р ют частоту выделенного гармонического колебани , при наличии которого делают вывод о возникновении ав-токолебаний рабочего колеса компрессора по соответствую1дей часто те и форме колебаний. Пред:гоженный способ позвол ет обнаружит автоколебан Ш в темпе эксперимента при про ведении натурнь х испытаний турбомаш шы. Надежна диагностика может быть проведена на базе единичных испытаний, без проведени дополнительных экспериментов. Это позвол ет сэкономить ресурс, сократить врем проведени эксперимента, снизить затраты на эксперимент и, в конечном итоге, повысить надежность работы турбомашины при эксплуатации. Формула изобретени Способ обнаружени автоколебаний рабочего колеса осевой турбомашины в рабочих услови х с помощью установленного неподвижно отйосительно статора турбомашины датчика пульсаций потока путем вы влени в его спектре гармонического сигнала на частоте, не кратной частоте вращени колеса, о тличающийс тем, что, с целью снижени трудоемкости и повышени надежности, предварительно с помощью датчиков, установленных на рабочих лопатках колеса, определ ют частоты собственных колебаний колеса и соответствующие этим частотам номера основдь1х гармоник разложени окружного распределени амплитуд колебаний лопаток в р д Фурье, а момент автоколебаний фиксируют при наличии в спектре гармон1иеского сигнала хот бы на одной из частот, равных сумме частоты собственных колебаний и частоты вращени колеса, умноженной на номер основной гармоники. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Kurkore А., Dicies 1. Synthesis of Blade Flutter vibratory Patterns using Stationary Gransducers An ASME Publication № 78-67160 .